ข้ามไปเนื้อหา

หน่วยความร้อนอังกฤษ

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
"BTU" เปลี่ยนทางมาที่นี่ สำหรับความหมายอื่น ดูที่ BTU (แก้ความกำกวม)

หน่วยความร้อนอังกฤษ (อังกฤษ: British thermal unit) หรือมักเรียกว่า บีทียู (BTU) เป็นหน่วยวัดปริมาณความร้อนแบบหนึ่งของอังกฤษ ซึ่งนิยมใช้ในระบบปรับอากาศ กำหนดเป็นปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิของน้ำ 1 ปอนด์ (ประมาณ 0.45 กิโลกรัม) 1 องศาฟาเรนไฮต์ (ประมาณ 0.55 องศาเซลเซียส) นอกจากนี้ระบบนี้เป็นส่วนหนึ่งของหน่วยวัดมาตรฐานของสหรัฐอเมริกา[1] ในระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ (SI) หน่วยพลังงานคือจูล (J) 1 บีทียู เท่ากับประมาณ 1,055 จูล (ความจริงมีค่าอยู่ระหว่าง 1,054 - 1,060 จูล ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความเฉพาะของบีทียู)

สำหรับเครื่องปรับอากาศ มักวัดกำลังความเย็นหรือความสามารถในการดึงความร้อนออกจากห้องในหน่วยบีทียูต่อชั่วโมง (BTU/h) ซึ่งเทียบเท่ากับหน่วยวัตต์ (W) ในระบบสากล ตัวอย่างเช่น เครื่องปรับอากาศขนาด 12,000 BTU/h หมายความว่าเครื่องปรับอากาศเครื่องนั้นสามารถดึงความร้อนออกจากห้องได้ 12,000 บีทียู ภายในเวลา 1 ชั่วโมง

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติ การเรียกหน่วย BTU/h ว่า "บีทียูต่อชั่วโมง" ซึ่งผิดหลักวิชาการ หน่วยที่ถูกต้องตามหลักวิชาการควรเป็น "หน่วยความร้อนต่อชั่วโมง" แต่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป

แม้ว่าในงานทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป หน่วยพลังงานจะถูกใช้แทนหน่วยความร้อน แต่ในบางสาขายังคงมีการใช้หน่วยความร้อนอยู่ ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา ราคาก๊าซธรรมชาติจะแสดงเป็นดอลลาร์ต่อปริมาณก๊าซธรรมชาติที่สามารถให้พลังงานความร้อน 1 ล้านบีทียู (1 MMBtu) เมื่อถูกเผา[2][3]

คำจำกัดความ

[แก้]

ในอดีต บีทียูถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำของเหลว 1 ปอนด์ (ประมาณ 0.45 กิโลกรัม) ขึ้น 1 องศาฟาเรนไฮต์ (ประมาณ 0.55 องศาเซลเซียส) ภายใต้ความดันคงที่ 1 หน่วยบรรยากาศ[4] บีทียูมีคำจำกัดความที่แตกต่างกันหลายประการ ซึ่งมีความแตกต่างกันเล็กน้อย สาเหตุหลักมาจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำที่มีมวลเท่ากัน เนื่องจากการเติมความร้อนในปริมาณที่กำหนด (วัดเป็นหน่วยพลังงาน เช่น จูล) จะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำเล็กน้อย ดังที่แสดงในตารางด้านล่าง ค่าของบีทียูจะเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิเริ่มต้นของน้ำ โดยมีความแตกต่างสูงสุดถึง 0.5%

ประเภท พลังงาน (J) หมายเหตุ
เทอร์โมเคมี ≈1,054.35[a] ในอดีต เทอร์โมเคมีบีทียูถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 ปอนด์ (ประมาณ 0.45 กิโลกรัม) จากจุดเยือกแข็ง (0 °C) ถึงจุดเดือด (100 °C) หารด้วย 180 (อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ 180 องศาฟาเรนไฮต์) คำจำกัดความสมัยใหม่ของเทอร์โมเคมีบีทียู มีพื้นฐานมาจาก เทอร์โมเคมีแคลอรี่ ซึ่งมีแนวคิดคล้ายคลึงกัน เทอร์โมเคมีแคลอรี่ถูกกำหนดให้เป็นปริมาณความร้อนที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำ 1 กรัม (0.001 กิโลกรัม) จากจุดเยือกแข็ง (0 °C) ถึงจุดเดือด (100 °C) หารด้วย 100 (อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ 100 องศาเซลเซียส) ตามคำจำกัดความขององค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน (ISO) 1 เทอร์โมเคมีแคลอรี่ เท่ากับ 4.184 จูล (J)[4] เทอร์โมเคมีบีทียูคำนวณโดยการแปลงจากกรัมเป็นปอนด์ และจากเซลเซียสเป็นฟาเรนไฮต์[5]
59 องศาฟาเรนไฮต์ (15.0 องศาเซลเซียส) ≈1,054.80[6] ใช้สำหรับการกำหนดราคาก๊าซธรรมชาติของสหรัฐอเมริกา[3]
60 องศาฟาเรนไฮต์ (15.6 องศาเซลเซียส) ≈1,054.68[7] ส่วนใหญ่ใช้ในแคนาดา[ต้องการอ้างอิง]
39 องศาฟาเรนไฮต์ (3.9 องศาเซลเซียส) ≈1,059.67[7] ใช้วัดค่าแคลอรี่ของน้ำที่ความหนาแน่นสูงสุด (4 องศาเซลเซียส, 39.2 องศาฟาเรนไฮต์).[ต้องการอ้างอิง]
International Steam Table (IT) ≈1,055.06[b] ในช่วงแรกๆ มีความพยายามที่จะกำหนดหน่วยความร้อนโดยตรงในรูปของหน่วยพลังงาน แทนที่จะพึ่งพาคุณสมบัติของน้ำ การประชุม International Steam Table Conferences เป็นเวทีสำคัญสำหรับความพยายามนี้

การประชุมเหล่านี้เริ่มต้นด้วยคำจำกัดความง่ายๆ ว่า 860 แคลอรี่ "ไอที" เท่ากับ 1 วัตต์-ชั่วโมงสากลพอดี (ซึ่งแตกต่างจากวัตต์-ชั่วโมงสมัยใหม่) คำจำกัดความนี้ถูกพัฒนาต่อมาเป็น 1 แคลอรี่ไอที เท่ากับ 4.1868 จูล พอดี[4][8] บีทียูสามารถคำนวณจากแคลอรี่ได้ โดยใช้วิธีเดียวกับที่ใช้ในคำจำกัดความความร้อนเคมีของบีทียูและแคลอรี่ วิธีการนี้สอดคล้องกับมาตรฐานสากล ISO 31-4 ปริมาณและหน่วย - ส่วนที่ 4: ความร้อน และมาตรฐานอังกฤษ BS 350: ส่วนที่ 1: 1974 ปัจจัยการแปลง และตาราง[5][9][10]

คำนำหน้า

[แก้]

kBtu (กิโลบีทียู) เป็นหน่วยวัดปริมาณความร้อน นิยมใช้ติดตามการใช้พลังงานของอาคารและคำนวณขนาดระบบทำความร้อน ดัชนีการใช้พลังงาน (EUI) วัดเป็น kBtu ต่อตารางฟุตของพื้นที่ปรับอากาศ แสดงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอาคาร เปรียบเทียบกับอาคารอื่น "k" ย่อมาจาก 1,000 หมายความว่า 1 kBtu เท่ากับ 1,000 บีทียู[11]

Mbtu (เมกะบีทียู) นิยมใช้ในอุตสาหกรรมก๊าซธรรมชาติและอุตสาหกรรมอื่นๆ หมายถึง 1,000 บีทียู[12][13] ในระบบเมตริก (SI) "M" ย่อมาจาก "เมกะ-" หมายถึง 1 ล้าน (1,000,000) แต่ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ มักใช้ "MMbtu" เพื่อระบุ 1 ล้าน Btu[14]

นักวิเคราะห์พลังงาน ที่คุ้นเคยกับระบบเมตริกที่ "k" ย่อมาจาก "กิโล-" มักใช้ MBtu แทน 1 ล้าน Btu แทนที่จะใช้ MMBtu นักวิเคราะห์เหล่านี้อาจคุ้นเคยกับการใช้ "M" แทน 1 ล้าน ในหน่วยพลังงานอื่นๆ เช่น MW, MWh และ $[15]

หน่วย 'เทอร์ม' ใช้แทน 100,000 บีทียู[12] เดคาเธิร์มคือ 10 เทอร์ม หรือหนึ่ง MMBtu (ล้านบีทียู) และโดยทั่วไปหน่วยควอด (หน่วยวัด)จะใช้แทนหนึ่งพันล้านล้าน (1015) บีทียู[14]

การแปลงหน่วย

[แก้]

หนึ่งบีทียูมีค่าประมาณ:

บีทียูสามารถประมาณได้จากความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้ไม้ขีดไฟอันเดียว หรือปริมาณพลังงานที่ใช้ในการยกน้ำหนัก หนึ่ง-ปอนด์ (0.45-กิโลกรัม) 778 ฟุต (237 เมตร)[16]

สำหรับก๊าซธรรมชาติ

[แก้]
  • สำหรับราคาก๊าซธรรมชาติตามแนวนิยามของแคนาดา: 1,000,000 Btu ≡ 1.054615 GJ[17]
  • พลังงานความร้อนของก๊าซธรรมชาติ ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของก๊าซ ไม่มีปัจจัยการแปลงพลังงานเป็นปริมาตรสากล ผลผลิตก๊าซธรรมชาติโดยเฉลี่ย 1 ลูกบาศก์ฟุต (28 ลิตร) ≈ 1,030 บีทียู (ระหว่าง 1,010 บีทียูถึง 1,070 บีทียู ขึ้นอยู่กับคุณภาพเมื่อเผา)
  • จากการประมาณการเบื้องต้น ก๊าซธรรมชาติ 1,000 ลูกบาศก์ฟุต (28 ลูกบาศก์เมตร) ให้ผลผลิต ≈ 1,000,000 Btu ≈ 1 GJ (กิกะจูล)
  • สำหรับการแปลงราคาก๊าซธรรมชาติ 1,000 m3 ≈ 36.9 ล้าน Btu และ 1,000,000 Btu ≈ 27.1 m3

BTU/h

[แก้]

หน่วยวัดกำลังมาตรฐานสำหรับระบบทำความร้อนและความเย็นในระบบ SI คือ วัตต์ (W) อย่างไรก็ตาม ยังมีหน่วยอื่นที่ใช้ควบคู่ไปด้วย เช่น บีทียูต่อชั่วโมง (Btu/h) ซึ่งนิยมใช้ในอเมริกาเหนือและสหราชอาณาจักร โดยเฉพาะสำหรับเครื่องปรับอากาศ แม้ว่าบางครั้ง "Btu/h" จะย่อว่า "Btu" เท่านั้น[18] MBH หรือหลายพันบีทียูต่อชั่วโมงก็เป็นเรื่องปกติเช่นกัน[19]

  • 1 W คือประมาณ 3.412142 British thermal unit ต่อ ชั่วโมง[20]
  • 1,000 Btu/h คือประมาณ 0.2931 กิโลวัตต์
  • 1 hp คือประมาณ 2,544 British thermal unit ต่อ ชั่วโมง

เพื่อหลีกเลี่ยงความสับสน ควรระบุหน่วยวัดที่ใช้ให้ชัดเจน

ดูเพิ่มเติม

[แก้]

โน้ต

[แก้]
  1. ↑ 4.184 × 453.59237 × 5/9
  2. ↑ 4.1868 × 453.59237 × 5/9

อ้างอิง

[แก้]
  1. ↑ ในบันทึกย่อ, โวเลจตั้งข้อสังเกตไว้ว่าคำนี้น่าจะมีต้นกำเนิดมาจากประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งต่อมามีการนำไปใช้ใน บริเตนใหญ่ ดูเพิ่มเติมได้ที่ Woledge, G. (30 พฤษภาคม 1942). "History of the British Thermal chicken (bhuUnit". Nature. 149 (149): 613. Bibcode:1942Natur.149..613W. doi:10.1038/149613c0. S2CID 4104904.
  2. ↑ "Henry Hub Natural Gas Spot Price". U.S. Energy Information Administration. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 1 สิงหาคม 2017.
  3. ↑ 3.0 3.1 บีทียูที่ใช้ในการกำหนดราคาก๊าซธรรมชาติของอเมริกาคือ "ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ในการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำบริสุทธิ์ 1 ปอนด์ (มาตรอังกฤษ) จาก58.5 ถึง 59.5 องศาฟาเรนไฮต์ (14.7 ถึง 15.3 องศาเซลเซียส) ที่ความดันคงที่ 14.73 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว" ดูเพิ่มเติม "Chapter 220: Henry Hub Natural Gas Futures" (PDF). NYMex Rulebook. New York Mercantile Exchange (NYMex). เก็บ (PDF)จากแหล่งเดิมเมื่อ 10 พฤศจิกายน 2016. สืบค้นเมื่อ 6 มกราคม 2017.
  4. ↑ 4.0 4.1 4.2 Smith, J. M.; Van Ness, H. C.; Abbott, M. M. (2003). Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics. B. I. Bhatt (adaptation) (6 ed.). Tata McGraw-Hill Education. p. 15. ISBN 0-07-049486-X.
  5. ↑ 5.0 5.1 ตามคำจำกัดความ 1 ปอนด์มีค่าเท่ากับ 453.59237 กรัม ดูเพิ่มเติม "Appendix C of NIST Handbook 44, Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices, General Tables of Units of Measurement" (PDF). United States National Bureau of Standards. p. C-12. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 26 พฤศจิกายน 2006. และตามคำจำกัดความ 1 องศาฟาเรนไฮต์ มีค่าเท่ากับ 5/9 1 องศาเซลเซียส
  6. ↑ Thompson, Ambler; Taylor, Barry N. "Guide for the Use of the International System of Units (SI) 2008 Edition" (PDF). National Institute of Standards and Technology (NIST). p. 58. เก็บ (PDF)จากแหล่งเดิมเมื่อ 3 มิถุนายน 2016. NIST Special Publication 811.
  7. ↑ 7.0 7.1 Sørensen, Bent (2008). Renewable Energy Focus e-Mega Handbook. Academic Press. p. 5. ISBN 9780123747068.
  8. ↑ Koch, Werner (2013). VDI Steam Tables (4 ed.). Springer. p. 8. ISBN 9783642529412. Published under the auspices of the Verein Deutscher Ingenieure (VDI).
  9. ↑ Cardarelli, Francois (2012). Scientific Unit Conversion: A Practical Guide to Metrication. M.J. Shields (translation) (2 ed.). Springer. p. 19. ISBN 9781447108054.
  10. ↑ BS 350:Part 1:1974 Conversion factors and tables, Part 1. Basis of tables. Conversion factors. British Standards Institution. 1974. p. 59.
  11. ↑ "VOLUNTARY BUILDING ENERGY PERFORMANCE SCORE SYSTEMS". Oregon Secretary of State Administrative Rules.
  12. ↑ 12.0 12.1 "What are Mcf, Btu, and therms? How do I convert prices in Mcf to Btus and therms?". U.S. Energy Information Administration. 6 เมษายน 2016. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 25 ธันวาคม 2016. สืบค้นเมื่อ 30 ธันวาคม 2016.
  13. ↑ Price, Gary D. (2014). Power Systems and Renewable Energy: Design, Operation, and Systems Analysis. Momentum Press. p. 98. ISBN 9781606505717.
  14. ↑ 14.0 14.1 "Energy Units". American Physical Society. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 31 ธันวาคม 2016. สืบค้นเมื่อ 26 ธันวาคม 2016.
  15. ↑ Cook, Warren C (2018): https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/sites/default/files/attachments/Home%20Energy%20Score%20Report%20Example.pdf https://www.oregon.gov/energy/Data-and-Reports/Documents/BER-Chapter-1-Energy-Numbers.pdf
  16. ↑ Ristinen, Robert A.; Kraushaar, Jack J. (2006). Energy and the Environment. John Wiley & Sons. pp. 13–14. ISBN 978-0-471-73989-0.
  17. ↑ "Energy Measurements". Government of Alberta Province. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 20 มกราคม 2017. สืบค้นเมื่อ 7 มกราคม 2017.
  18. ↑ Ken Matesz (2010). Masonry Heaters: Designing, Building, and Living with a Piece of the Sun. Chelsea Green Publishing. p. 148.
  19. ↑ Arimes, Tom (1994). HVAC and chemical resistance handbook for the engineer and architect : a compilation. Lexington, Ky.: BCT. p. 11-12. ISBN 0-9640967-0-6. OCLC 32314774.
  20. ↑ "2009 ASHRAE Handbook – Fundamentals (I-P Edition)". American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Inc. เก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 17 ตุลาคม 2015. สืบค้นเมื่อ 21 กันยายน 2015.
เข้าถึงจาก "https://th.wikipedia.org/w/index.php?title=หน่วยความร้อนอังกฤษ&oldid=11608345"